رايانش كوانتمي به واقعيت نزديك تر مي شود

نتايج اين تحقيق در 19 ژوئن در نشريۀ نيچر كامينيكيشنز (Nature Communications) منتشر شده است.
رايانش كوانتمي ممكن است در عرصه هاي كاربرديِ رمزگشايي، علوم مواد و فيزيك، با ايجاد راهي براي حل مشكلاتي كه كامپيوترهاي سنتي به آساني از عهدۀ آن برنمي آيند، پردازش اطلاعات را دچار انقلاب كند. اما هنوز براي مهندسي كردن اين ماشين ها، من جمله زيرسيستم هاي حياتي اي چون حافظۀ كوانتمي، راهي يافته نشده است.
در روند تمايل جهاني براي ساخت كامپيوترهاي كارآمد كوانتمي، دشواري اصلي عبارت است از حفظ مؤثرِ اطلاعات كوانتمي در حافظۀ كوانتمي. همان خصلتهاي فيزيكي اي كه كامپيوترهاي كوانتمي را به طور بالقوه قدرتمند مي كند، احتمال بروز خطا را نيز در آنان افزايش مي دهد. "زنده" نگه داشتن اطلاعات كوانتمي و در دسترس نگه داشتن آن براي كامپيوتر براي مدتي طولاني مشكلي مهم است.
نتايج حاصل از تحقيق گروه سيدني دارتموث راهي را براي رسيدن به هدفي مهم به جامعۀ تحقيقاتي نشان مي دهد: ذخيرۀ اطلاعات كوانتمي با كيفيتي بالا به مدتي بسيار طولاني، در حد چندين ساعت. تا به امروز، ذخيرۀ كوانتمي تنها در حد چند ثانيه دوام داشته است.
دكتر مايكل جي. بيركاك، مدير آزمايشگاه كنترل كوانتمي در دانشكدۀ فيزيك دانشگاه سيدني مي گويد: "رويكرد جديد به ما امكان آن را مي دهد كه در عين حال هم ميزان خطا را كاهش و هم زمان ذخيره را افزايش دهيم. اما كار ما به موضوع عملي و حياتي ديگري نيز مرتبط است: ايجاد تأخيري مختصر در زمان دسترسي، كه امكان استخراج اطلاعاتِ درخواستي را از مجموعه اطلاعات ذخيره شده با فاصلۀ زماني بسيار كوتاه فراهم مي سازد."
به گفتۀ پروفسور لورنزو وايولا، يكي از همكاران اين پروژه كه پيشگام نظريۀ كنترل كوانتمي است و هدايت تحقيق اطلاعات كوانتمي را در دارتموث به عهده دارد، روش جديد اين گروهِ تحقيقاتي مبتني بر تكنيك هاي جبران خطا در سطح سخت افزارِ حافظۀ كوانتمي است.
به گفتۀ بيركاك، "هم اكنون ما ‘پايدارافزاري’ ساخته ايم كه براي كنترل حافظۀ مفيد كوانتمي مناسب است، اما نكتۀ اساسي اين است كه ما نشان داده ايم با رويكرد مذكور، كاربران مي توانند مطمئن باشند كه در صورت رعايت حدود، خطاها حتي بعد از گذشت مدت زماني طولاني، از حدي مشخص فراتر نخواهند رفت. آن گاه، شرايطي كه براي عملكرد حافظه ايجاد كرده ايم باعث مي شوند كه مهندسان سيستم دريابند كه چگونه مي توان حافظۀ كوانتمي كارآمد و مؤثري ساخت.
در اين روش، حتي از طيف وسيعي از نقايص تجربي واقعي نيز بهره برداري شده است."